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[導(dǎo)讀]嵌入式系統(tǒng)IC市場(chǎng)格局

世界嵌入式處理器市場(chǎng)

MCU市場(chǎng)近幾年保持著增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。WSTS 2005年10月的報(bào)告(如圖1)顯示,32位及以上的MCU、DSP等保持了相對(duì)較大的增長(zhǎng)勢(shì)頭,其他領(lǐng)域則較為平緩。



從數(shù)量上來(lái)說(shuō),全球現(xiàn)在每年交付使用的嵌入式芯片約為400億片,其中絕大多數(shù)還是4位和8位CPU。但是值得注意的是:32位異軍突起,成為了嵌入式處理器領(lǐng)域的明亮之星。

32位

32位的市場(chǎng)總值達(dá)到30億美元,從單位數(shù)量來(lái)說(shuō)不到10億個(gè),現(xiàn)在是6~7億個(gè)左右。在未來(lái)的四年間,這一部分市場(chǎng)會(huì)從30億美元漲到80億美元以上,所以從營(yíng)收的角度來(lái)看增長(zhǎng)是很大的。據(jù)NXP(原Philips半導(dǎo)體部)分析,在32位中,所有類(lèi)型的產(chǎn)品增長(zhǎng)都是很迅速的,從1美元32位的ARM7 MCU,到高性能產(chǎn)品的增長(zhǎng)都很可觀。


  
2位重要的應(yīng)用領(lǐng)域是消費(fèi)電子領(lǐng)域。ARM認(rèn)為高性能消費(fèi)電子產(chǎn)品的增長(zhǎng)是拉動(dòng)32位強(qiáng)勁增長(zhǎng)的主要原因。隨著后PC時(shí)代的來(lái)臨,消費(fèi)電子成為了推動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。而在消費(fèi)電子中,32位嵌入式CPU居主導(dǎo)地位。其原因是:首先,用戶希望消費(fèi)電子產(chǎn)品的性能提高,功耗降低,價(jià)格降低,32位嵌入式系統(tǒng)具有優(yōu)勢(shì)。其次,在一些傳統(tǒng)的消費(fèi)電子產(chǎn)品中,用戶對(duì)操作界面的要求越來(lái)越高,同時(shí)希望這些產(chǎn)品能滿足可聯(lián)性和更豐富的性能;面對(duì)這樣的市場(chǎng)需求,傳統(tǒng)的4位和8位系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足,32位系統(tǒng)正在逐漸取而代之。


  
在32位領(lǐng)域,ARM擁有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。據(jù)ARM公司預(yù)計(jì),今年基于ARM架構(gòu)的芯片交付量將超過(guò)20億(編者注:絕大部分用于SoC中,例如手機(jī)的SoC中,只有少量用于嵌入式MCU);到2010年這個(gè)數(shù)字可能超過(guò)45億,預(yù)計(jì)嵌入式ARM MCU將比06年增長(zhǎng)10倍。

8位和16位

雖然8位和16位單片機(jī)(MCU)營(yíng)收增長(zhǎng)緩慢,數(shù)量增長(zhǎng)卻是很大,某些局部產(chǎn)品增長(zhǎng)很可觀。據(jù)Microchip介紹,目前8位和16位的總規(guī)模達(dá)到約90億美元。NXP也認(rèn)為現(xiàn)在8位的市場(chǎng)的總額已經(jīng)達(dá)到了50億美元,單位數(shù)是350億塊,單位數(shù)量的年增長(zhǎng)率是17%。因此,這一塊市場(chǎng)很有吸引力,但同時(shí)涉足此領(lǐng)域的廠商也要很謹(jǐn)慎,要參與增長(zhǎng)最迅速的大部分市場(chǎng)。




  
16位MCU市場(chǎng)曾一度受到8位和32位MCU產(chǎn)品的沖擊,當(dāng)時(shí)一度認(rèn)為其市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)縮小,但目前依然維持著一定的規(guī)模。最大的16位MCU廠商瑞薩指出,究其原因是8位MCU的功能和性能有時(shí)不能滿足產(chǎn)品的應(yīng)用需求,必須使用16位MCU(例如,AV、工業(yè)機(jī)器應(yīng)用)。同時(shí),16位MCU市場(chǎng)中,汽車(chē)電子應(yīng)用被預(yù)測(cè)為最大的應(yīng)用領(lǐng)域,其應(yīng)用正在不斷持續(xù)擴(kuò)大。

Microchip與瑞薩等公司認(rèn)為,MCU中的可重編程產(chǎn)品部分將繼續(xù)保持較快的增長(zhǎng)速度。可重編程的單片機(jī)是指那些以閃存(Flash)作為其主存儲(chǔ)的器件,用戶可以輕松地對(duì)在這些單片機(jī)上運(yùn)行的軟件進(jìn)行定義或重定義。采用可重編程單片機(jī)的用戶在開(kāi)發(fā)和制造最終產(chǎn)品的過(guò)程中,將獲得非常大的靈活性。

同時(shí),MCU正把更多的外圍器件集成進(jìn)來(lái),以滿足各種特定的控制需要。例如,ZiLOG在8bit技術(shù)的發(fā)展演化方面正扮演著自己的角色,添加新的功能、并將數(shù)量越來(lái)越多的外設(shè),如溫度傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、內(nèi)部精密振蕩器(IPO)和通信功能,集成到其8bit系列器件中。較小的封裝和較低的耗電產(chǎn)品也深受歡迎。
   
中國(guó)嵌入式處理器市場(chǎng)

在中國(guó)的增長(zhǎng)率要超過(guò)全球增長(zhǎng)。據(jù)神州龍芯介紹:中國(guó)嵌入式CPU的銷(xiāo)售額及預(yù)測(cè)如圖2所示。在高增長(zhǎng)的同時(shí),95%的嵌入式CPU是進(jìn)口的,只有C*Core和神州龍芯等區(qū)區(qū)幾款是國(guó)內(nèi)自己研制的嵌入式CPU(如圖3所示)。因此,發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的32位嵌入式CPU是所有關(guān)心民族產(chǎn)業(yè)人士的共識(shí)。

中國(guó)目前是8位MCU的應(yīng)用王國(guó)。瑞薩認(rèn)為,目前為止,8位MCU市場(chǎng)在全球 MCU市場(chǎng)中依然占據(jù)著巨大的比例——無(wú)論是在金額還是在數(shù)量上。應(yīng)用范圍涵蓋了從白色家電、PC/AV產(chǎn)品到醫(yī)療保健儀器等各個(gè)方面。由于中國(guó)在上述領(lǐng)域十分擅長(zhǎng),因此,可以認(rèn)為中國(guó)是8位MCU的最大消費(fèi)市場(chǎng)。

PLD市場(chǎng)

這兩年,革了ASIC命的PLD(可編程邏輯器件)高唱?jiǎng)P歌,逐漸獨(dú)樹(shù)一幟。整個(gè)PLD的營(yíng)業(yè)額如圖4所示,全球PLD市場(chǎng)2005年總值估計(jì)約為28億美元。據(jù)Xilinx分析,2006日歷年度的PLD市場(chǎng)增長(zhǎng)速度預(yù)計(jì)為12%~16%。Altera預(yù)測(cè),今后將以年均增長(zhǎng)率17%的速度發(fā)展。PLD主要分為CPLD和FPGA,從圖5可看出,CPLD的發(fā)展速度平穩(wěn),具有潛力的是FPGA。PLD主要用于通信、數(shù)字類(lèi)消費(fèi)電子、工業(yè)、計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)等領(lǐng)域,Altera分析其增長(zhǎng)率如圖5所示。Xilinx預(yù)計(jì)亞太區(qū)業(yè)務(wù)將會(huì)有強(qiáng)勁的增長(zhǎng),其中約40%來(lái)自通信領(lǐng)域,約16%來(lái)自消費(fèi)和汽車(chē)領(lǐng)域。

如今,通過(guò)進(jìn)入新市場(chǎng)(例如消費(fèi)電子),Xilinx預(yù)計(jì)到2009年將有望增長(zhǎng)到228億美元,其中亞太區(qū)市場(chǎng)將達(dá)到48億美元(根據(jù)iSuppli公司05年12月的半導(dǎo)體行業(yè)研究報(bào)告)。Altera也將通過(guò)開(kāi)發(fā)新市場(chǎng)(例如通過(guò)Hardcopy技術(shù),進(jìn)入18億美元的結(jié)構(gòu)化ASIC市場(chǎng))擴(kuò)張。

FPGA領(lǐng)域盡管潛力巨大,但主要是兩位巨人出盡了風(fēng)頭:Xilinx和Altera占有了80%左右的市場(chǎng)營(yíng)收份額,其他的幾家廠商在超低功耗或安全性等幾個(gè)特定的“藍(lán)海”發(fā)展。

嵌入式軟件

隨著嵌入式系統(tǒng)復(fù)雜性的提高,嵌入式軟件扮演著越來(lái)越重要的角色:如實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)、編譯器、中間件(Middleware)、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)(RTDB)和網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)平臺(tái)等。其中實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)起著尤為關(guān)鍵的作用,根據(jù)VDC的預(yù)估:2005~2008年實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的復(fù)合年均增長(zhǎng)率(CAGR)約為13.5%左右(圖7為VDC2004年預(yù)估的數(shù)值)。



從RTOS等開(kāi)發(fā)平臺(tái)的角度來(lái)看,主要分為以下幾類(lèi):

以Windows CE和Linux為代表的、以高端應(yīng)用為目標(biāo)的嵌入式軟件平臺(tái);

以DeltaOS、VxWorks、INTEGRITY和NUCLEUS為代表的、傳統(tǒng)嵌入式應(yīng)用為目標(biāo)的嵌入式軟件平臺(tái);

以Symbian、PalmOS為代表的、面向特定應(yīng)用領(lǐng)域的行業(yè)性軟件平臺(tái);

以配套特定應(yīng)用為目的、非公開(kāi)應(yīng)用的專(zhuān)屬性軟件平臺(tái)。

對(duì)于以上類(lèi)型的開(kāi)發(fā)平臺(tái),應(yīng)該說(shuō)都擁有較大的應(yīng)用范圍。




  
從嵌入式軟件的應(yīng)用部分來(lái)看,消費(fèi)類(lèi)和電信/數(shù)據(jù)應(yīng)用是最大的市場(chǎng),兩者的營(yíng)業(yè)額相加占有將近半壁江山(VDC 2004年7月統(tǒng)計(jì))。但是,其他的多種應(yīng)用幾乎都與安全有關(guān)。因此,在嵌入式軟件開(kāi)發(fā)中,安全成為重頭戲。
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